Аргонно-дуговая сварка: необходимое оборудование, подготовка, подробный инструктаж

Полуавтоматическая аппаратура для алюминиевой сварки

Аргонно-дуговая сварка: необходимое оборудование, подготовка, подробный инструктаж

Формирование швов на алюминиевых деталях можно провести несколькими методами. Для этого подойдет даже РДС с плавящимися электродами.

При применении этого способа сварки, формирование шва происходит достаточно быстро, а качество не страдает. TIG сварка также подходит и для работы на дому.

Если нужно сварить простой шов, для нее подойдут и маломощные MIG-инверторы. Однако для сложных соединений, на которые вероятно будет высокая нагрузка, стоит брать оборудование с широким диапазоном сварного тока.

Помимо подходящего аппарата, потребуются электроды из вольфрама. А также защитный газ, который убережет сварочный процесс от пагубного влияния кислорода. Зачастую это аргон (иногда с гелием). Однако также применяют углекислоту.

Эта методика понижает качество шва, однако при необходимости быстрой починки, когда не хватит времени на перевозку и подсоединение газового баллона, может выручить.

Подача присадочного материала

Во время аргонодуговой сварки особое внимание следует уделить плавлению кромок и созданию сварочного шва. Подобную задачу можно решить несколькими методами:

  • за счет тепла, обеспечиваемого сварочной дугой;
  • посредством использования присадочных прутков.

Нюансы работы с присадкой

При этом немаловажная роль отводится технике подачи присадочного материала в зону сварки, поскольку это непосредственным образом влияет на то, какую ширину будет иметь шов, и насколько он будет аккуратно создан.

Во время подачи присадки необходимо делать это без резких движений, так как в противном случае это может привести к образованию брызг

Во избежание столь неприятных явлений желательно, чтобы ввод присадочного материала производился равномерно в виде плавных и медленных движений наклонно по отношению к свариваемой поверхности по всей длине сварочного шва.
Подача присадки должна выполняться таким образом, чтобы она поступала спереди сварочной горелки.
Особое внимание необходимо уделить тому, чтобы присадочная проволока постоянно находилась в зоне газовой защиты.. Естественно, у начинающих сварщиков не всегда все получается с первого раза

Поэтому потребуется немало практиковаться, чтобы с первого раза добиться желаемого результата. Немалую пользу в работе по свариванию этим методом может принести ознакомление с соответствующими видео материалами, из которых можно узнать, как правильно выполнять сварку аргоном, чтобы потом на практике использовать приобретенные знания, соблюдая рекомендации, полученные во время просмотра подобных видео инструкций

Естественно, у начинающих сварщиков не всегда все получается с первого раза. Поэтому потребуется немало практиковаться, чтобы с первого раза добиться желаемого результата. Немалую пользу в работе по свариванию этим методом может принести ознакомление с соответствующими видео материалами, из которых можно узнать, как правильно выполнять сварку аргоном, чтобы потом на практике использовать приобретенные знания, соблюдая рекомендации, полученные во время просмотра подобных видео инструкций.

Аргоновая сварка нержавейки при помощи электрода из вольфрама

Сварка нержавейки в защитной среде аргона используется преимущественно в тех случаях, когда соединить необходимо детали небольшой толщины. Данная технология позволяет получать качественные и надежные соединения с красивыми и аккуратными сварными швами.

В защитной среде аргона чаще всего выполняется сварка нержавеющих труб, используемых для транспортировки различных жидких и газообразных сред. Качество сварных швов, получаемых при использовании данной технологии, позволяет применять ее для соединения деталей трубопроводов, эксплуатируемых под высоким давлением.

Аргонно-дуговая сварка: необходимое оборудование, подготовка, подробный инструктаж

Выполненное электросваркой в среде аргона соединение труб из нержавеющей стали

Аргонодуговая сварка, выполняемая неплавящимся вольфрамовым электродом, может производиться на переменном или постоянном токе прямой полярности. Основным рабочим органом при выполнении такой сварки является горелка, в которой закреплен электрод и из сопла которой подается струя аргона. Сварной шов формируется за счет присадочной проволоки, подаваемой вручную в зону горения сварочной дуги. Все движения, совершаемые горелкой, также выполняются вручную.

Делается это для того, чтобы не вывести сварочную ванну из зоны действия аргоновой защиты (это негативно скажется на качестве соединения). Необходимо также позаботиться и о защите от окружающего воздуха обратной стороны шва, которая также обдувается аргоном. Конечно, расход газа от этого увеличивается, но качество всех участков сварного шва будет высоким.

Аргонно-дуговая сварка: необходимое оборудование, подготовка, подробный инструктаж

Положение горелки при сварке ТИГ

Чтобы не загрязнить поверхности соединяемых заготовок и не оплавить конец вольфрамового электрода, им нельзя прикасаться к основному металлу даже в процессе розжига дуги. Именно поэтому технология сварки в среде аргона с применением вольфрамового электрода предполагает использование для розжига дуги специальной пластины, изготовленной из графита или угля. Только после зажигания на такой пластине сварочную дугу аккуратно переводят на нержавейку. Хорошо демонстрирует этот процесс, выполнению которого обязательно следует научиться начинающему специалисту, обучающее видео.

Чтобы исключить окисление нагретого электрода и только что сформированного шва, подачу аргона следует отключать не сразу после окончания сварки, а через 10–15 секунд. На расходе газа это скажется незначительно, но этим вы увеличите срок службы электрода и улучшите качество сварного шва.

Распространенные ошибки при сваривании в аргонной среде

Ниже приведен перечень часто встречающихся при аргонной сварке ошибок, причин этих дефектов и пути их исправления.

Популярные статьи  Краска по дереву для наружных работ: краткий обзор красителей
Вероятная причина проблемы Как устранить

Электрод сгорает слишком быстро

Расход газа слишком мал Проверить работоспособность системы подачи газа, уровень давления в баллоне. Нормативный расход в большинстве случаев составляет 7…12 л/мин.
Электрод ошибочно подключен к плюсовому выводу Выполнить правильное подключение (к минусу)
Неправильно (не подходит для данной силы тока) выбран диаметр электрода Увеличить диаметр электрода или снизить ток
Электрод окисляется в паузах между этапами сварки Сохранять подачу газа в течение 10…15 секунд после гашения дуги (ориентировочно на каждые 10А тока – по одной секунде задержки)
Неверно выбрана марка электрода (без присадок) Поменять электрод в соответствии с выбранным режимом сварки

В шве присутствует вольфрам (загрязнение металла)

Электрод плавится в сварочную ванну Выбрать другую марку электрода (например, легированный)
Электрод касается расплава в сварочной ванне Поднимать горелку чуть выше во время работы

Пористый или странного цвета шов (цвета «побежалости»)

На свариваемых деталях присутствовал конденсат Не допускать сварки на влажных деталях, обеспечивать их выдержку в помещении до выравнивания температуры металла и окружающего воздуха
Плохое соединение горелки и шланга Проверить целостность соединений и шланга
Расход газа меньше нормы (идет окисление расплава) Отрегулировать расход газа (норму см.выше)
Металл свариваемых деталей загрязнен или используется неподходящая присадка Очистить поверхности, проверить соответствие присадки режиму сварки и материалу деталей

Желтый дым, пыль на поверхности сопла, изменение цвета электрода

Расход газа в разы меньше нормы Отрегулировать расход (см.выше)
Газ отключается слишком рано после того, как погашена дуги Соблюдать требования продолжительности газовой защиты (см.выше)

Нестабильная электрическая дуга

Неверно выбранная полярность подключения (при постоянном токе) Переключить на минусовый вывод
Загрязнен электрод Очистить поверхность, при необходимости переточить электрод
Загрязнен свариваемый металл Удалить загрязнения, обезжирить поверхность
Неверно подготовлен к работе электрод Заточить конусом с притуплением на конце для постоянного тока, с закруглением – для переменного

Принцип работы

Оборудование для аргонной сварки состоит из: сварочного аппарата ― в который входит инверторный преобразователь для образования электродуги, осциллятор, горелка, баллон с аргоном, газовые шланги и сварочные кабеля.

Аргонодуговая сварка (tig) неплавящимся электродом

Перед началом работы включается аппарат и подается аргон. Для образования электродуги, сварщик приближает вольфрамовый (при сварке неплавящим электродом) электрод на небольшое расстояние к детали. На этом этапе есть один важный нюанс. Дуга не сможет образоваться при прямом соединении электрода с деталью, как при электросварке. Это из-за того, что для создания в среде аргона дуги, необходима высокая ионизация. А так как вольфрамовый электрод тугоплавкий (температура плавления около 5000 °C) и практически не сгорает, отсутствует образование газов, способствующих ионизации и зажиганию дуги. Потому в таких случаях используется ― осциллятор. Осциллятор ― это устройство, обычно установленное в сварочном аппарате для аргонодуговой сварки, которое зажигает электродугу в случае с неплавящим электродом. Происходит это следующим образом: поднося горелку с вольфрамовым электродом на небольшое расстояние к детали, осциллятор подает на электрод высоковольтный импульс высокой частоты, который электрически пробивает расстояние к детали образуя ионизацию в газовой среде. Благодаря этому происходит зажигание дуги и дальнейшее ее горение.

При использовании постоянного тока сварки, применяется подключение прямой полярности. То есть на корпус изделия подается «плюс», а на электрод «минус». Делается так потому, что при таком подключении, на детали, то есть «плюсе», выделяется до 70% тепла, а на электроде ―  «минусе» всего 30%. Вследствие этого, металл детали плавится, а электрод меньше подвержен сгоранию. Исключением является сварка алюминия. В этом случае лучшие результаты получаются при сварке переменным током, так как при этом разрушается образование оксидной пленки. Что касается осциллятора, то при использовании переменного тока, после зажигания дуги, он переходит в режим стабилизации, подавая импульсы пробоя каждый раз, когда меняется полярность. Это обеспечивает стабильное горение электродуги.

Аргонно-дуговая сварка: необходимое оборудование, подготовка, подробный инструктаж

Ввиду того, что вольфрамовый электрод не плавится, для образования шва в место горения дуги добавляется присадочный материал, который сварщик держит левой рукой, и при надобности подает.

В соединяемых деталях под действием температуры образуется ванночка с расплавленным металлом. Так как горелка имеет вход для подключения газового шланга, аргон по специальной полости проходит к газовому соплу и вырывается наружу между ним и вольфрамовым электродом. Таким образом, как бы «окутывая» электрод и варочную ванночку.

Помимо полости для газа, еще горелка имеет впускной и выпускной патрубки для подачи холодной жидкости и отвода нагретой. Это необходимо для охлаждения сопла горелки ввиду сильного перегрева.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом

В этом случае, роль электрода выполняет стержень из металла, с нанесением рутила. При прямом касании электродом детали, происходит короткое замыкание (как при обычной электродуговой сварке), вследствие чего образуются пары расплавленного металла, которые и дают ионизацию в газовой среде аргона. Дуга зажигается благодаря этим парам, поэтому применение осциллятора в этом случае нет необходимости. Присадочная проволока подается вручную или специальным автоматизированным механизмом, в виде барабана  с проволокой, роликов и электродвигателя с редуктором. Обычно такой вид оборудования находиться на специализированном сварочном посту.

Аргонно-дуговая сварка: необходимое оборудование, подготовка, подробный инструктаж

Аргонодуговая технология

Технология сварки аргоном основана на принципе электродугового воздействия на металл с применением защитного газа. Как уже отмечалось, аргон является инертным газом. К тому же он почти на 40% тяжелее воздуха, поэтому вытесняет его из сварочной зоны, не давая металлу вступать в окислительную реакцию с кислородом

Это особенно важно для цветных металлов, которые сильно подвержены процессу окисления, вследствие чего шов не будет отличаться хорошей надежностью

Популярные статьи  Как построить гараж своими руками

Аргонно-дуговая сварка: необходимое оборудование, подготовка, подробный инструктаж

Вот такой получается качественный шов

Особенностью аргонодугового процесса является подача аргона. Для разных металлов она должна начинаться в разное время, например:

  • для сварки алюминия за 1 секунду до начала термического воздействия;
  • для сварки титана за 1 секунду до начала термического воздействия. Также титан должен остывать в среде аргона.

Обычно в роли неплавящегося электрода выступает вольфрам, который имеет температуру плавления, превышающую 3000°С. При сварке алюминия вольфрамовый электрод должен непременно остывать в аргоне, иначе он окисляется, и дальнейшие действия с ним невозможны.

Иногда аргон применяют и для работы с черными металлами. В этом случае сварочный цикл отличается от работы с углекислотой. «Аргоновый» шов получается более ровным и эстетичным, данный газ нет смысла применять для потоковой сварки. Если же вас заинтересовала информация про работу с углекислотой, то более подробно о данном процессе можно прочитать в статье: как правильно вести сварку полуавтоматом с углекислотой.

Режимы аргонной сварки

Для получения надежного шва, требуется правильно выбрать режимы аргонной сварки. Ключевыми параметрами являются:

  • Переменный или постоянный ток.
  • Полярность сварочного напряжения.
  • Значение рабочего тока.
  • Темп подачи аргона.

Так, для соединения легких металлов, таких, например, как магний или алюминий, используют переменный ток. Многократная перемена полярности разрушает пленку из окислов, постоянно покрывающей их поверхность.

Выбор режима для аргонодуговой сварки

Роль осциллятора не исчерпывается начальным розжигом дуги. При работе переменным током, во избежание затухания электродуги в момент смены полярности, он продолжает посылать в сварочную цепь высокочастотные импульсы.

Величину рабочего тока определяют, исходя из нескольких параметров:

  • Свариваемый металл или пара металлов.
  • Толщина и габариты деталей.
  • Толщина электрода.

Для облегчения этого выбора существуют специальные справочные таблицы в профессиональной литературе и в руководстве пользователя сварочного аппарата.

Темп подачи аргона устанавливается на основании следующих факторов:

  • Скорость сварки и подачи присадочной проволоки.
  • Скорость перемещения воздушных масс в рабочей зоне.

Расход газа при постоянном и переменном токе

При наличии сквозняков или сварке на открытом воздухе необходимо будет скомпенсировать сносимый аргон увеличением подачи. В случае сильных порывов ветра для подачи аргона применяют специальные форсунки с ячеистыми сетками.

Кроме того, при работе на открытом воздухе или в случаях, когда не удается полностью очистить поверхность заготовок от загрязнений, в рабочую смесь включают небольшую долю кислорода (до 5 %), чтобы выжечь примеси или обратить их в шлак. Этот примем неприменим при работе с медью, поскольку в результате цепи химических реакций шов выходит пористым и непрочным.

Подготовка основного и присадочного металла под сварку

Подготовка сварных кромок

Перед сваркой алюминиевые кромки необходимо очистить от оксидной плёнки на поверхности металла Al2O3, имеющей большую твёрдость и высокую температуру плавления. Эта плёнка не расплавляется в жидком алюминии, поскольку температура её плавления превосходит не только температуру плавления алюминия, но и температуру его кипения. Плёнку можно удалять механическим или химическим способом, но делать это надо непосредственно перед сваркой, т.к. плёнка вновь очень быстро образуется на поверхности после зачистки.

Качество сварных соединений во многом зависит от выбора конструктивных элементов разделки кромок. Согласно ГОСТ 23949, в зависимости от свариваемой толщины, рекомендуются следующие формы разделок кромок и размеры швов:

Аргонно-дуговая сварка: необходимое оборудование, подготовка, подробный инструктаж

При толщине металла менее 5мм, сварка в стык выполняется без разделки на подкладках (схема а) на рисунке).

При стыковой сварке листов толщиной 5-15мм рекомендуется чашеобразная разделка с углом раскрытия 30-40° с каждой стороны и радиусом 6мм (схема б) на рисунке). Рекомендуется выполнять подварочный шов с обратной стороны.

Если выполняется сварка листов толщиной 5-20мм, то рекомендуется двусторонняя разделка с углом раскрытия 20-30° с каждой стороны и радиусом притупления 6мм (схема в) на рисунке.

При сварке больших толщин металла, более 20мм, рекомендуется двухсторонняя чашеобразная разделка с углом раскрытия 25-30° с каждой стороны и притуплением кромок. Величина притупления 6мм (схема в) на рисунке.

Подготовка проволоки и прутков для сварки

Особое внимание нужно уделить очистке сварочной проволоки от оксидной плёнки. Наилучшим способом является электролитическое полирование

Но после обработки плёнка сразу же начинает вновь окисляться. Чтобы это предотвратить, её упаковывают в полиэтилен. И именно в таком виде, согласно государственным стандартам, происходит поставка проволоки для сварки алюминия. Прутки для ручной аргонодуговой сварки алюминия после обработки хранят в герметичных пеналах.

Аргонодуговая сварка: принцип работы

Дуговая сварка с помощью аргона выглядит так: сварщик выполняет сваривание деталей при помощи дугового сварочного аппарата. Сварочная зона защищается аргоном. За счет того, что аргон тяжелее воздуха, он вытесняет воздух из зоны сварки и позволяет эффективно изолировать ее. При этом подача аргона осуществляется непрерывно – с помощью специального устройства, обеспечивающего дозированную подачу аргона в сварочную зону. Для этого на электрод надевается специальная трубка – газовое сопло, из которого и выдувается аргон. Это напоминает процесс кислородной резки металла. Кроме этого, аргонодуговая работа с металлом может осуществляться и в специальном боксе, заполняемом аргоном перед процессом сваривания. Лучше понять, как происходит аргонно-дуговое соединение деталей, вы можете, просмотрев подходящее видео.

Читать также: Рохля гидравлическая с подъемным механизмом размеры

Для такой сварки могут использоваться плавящиеся и неплавящиеся электроды. Последние, как правило, изготавливаются из вольфрама, обеспечивающего должную тугоплавкость и устойчивость электрода.

Немного о токах

Обычная дуговая сварка и аргонодуговая различаются еще и тем, что дуга зажигается не привычным способом – касанием электродом сварочной поверхности, а с помощью специального устройства – осциллятора. Аргон гораздо сложнее ионизируется, чем воздух, и привычным способом дугу зажечь не получится. Осциллятор же подключается к электроду и создает высокочастотные и высоковольтные импульсы, которые легко разжигают дугу. Здесь стоит учесть и то, что при касании металла вольфрамовым электродом произойдет его оплавление и загрязнение.

Популярные статьи  Отличие перфоратора от ударной дрели - разложим все по полочкам

Горелка для сварщика, как кисть для художника

Плавкими электродами варят и без осциллятора – пары железа, появляющиеся при касании, ионизируются гораздо легче, чем аргон, и поэтому осциллятор не нужен.

Для соединения большинства материалов используется постоянный ток, так как при аргонодуговой сварке разогрев анода и катода происходит неравномерно. Постоянный ток дает возможность передавать максимум энергии на деталь и минимум – на электрод. Переменный ток используется лишь для сварки алюминия – он позволяет эффективнее разрушать пленку окиси алюминия.

Аргонодуговая сварка: где применяется?

Область применения аргонодугового процесса – соединение цветных металлов и легированных сталей. Аргонодуговая сварка позволяет получать исключительное качество шва, чем и обусловлено ее применение для сваривания ценных материалов и ответственных конструктивных узлов. Сварщик, владеющий этим методом, может больше и ценится выше, поэтому пройти обучение – бесспорно полезный шаг.

Что собой представляет дуговая полуавтоматическая сварка в среде аргона

Сварка MIG – полуавтоматическая сварка в среде инертных газов. В данном случае берется аргон – самый доступный и распространенный газ.

Принцип работы полуавтомата

Полуавтоматическая АДС – это механизированный процесс дуговой сварки, при котором электродная проволока подается с постоянной или переменной скоростью в зону сварки. Одновременно туда поступает газ аргон из баллона.

Сварка полуавтоматом решает проблему с неравномерным нагревом металла и защитой сварочного шва.

Инертный газ подается непосредственно в зону сварки. Идет регулировка подачи присадочной проволоки в соответствии с автоматической подстройкой сварочной силы тока.

Протяжный механизм подает сварочную проволоку. Правильное соотношение скорости подачи и температуры плавления дает равномерное заполнение шва.

Аргонно-дуговая сварка: необходимое оборудование, подготовка, подробный инструктаж

Плюсы полуавтоматической АДС:

  1. Высокое качество шва.
  2. Облегчается поджиг дуги.
  3. Возрастает производительность работы.
  4. Простота технологии.
  5. Понятная настройка параметров на сварочных аппаратах.
  6. Наглядность. Видно формирование сварного шва.
  7. Свобода в пространстве.
  8. Соединение деталей малой толщины.
  9. Экономия времени. Не требуется зачистка швов от шлака и смена электродов.

Минусы:

  1. Дорогое оборудование.
  2. Немобильность.

Почему подходит именно аргон для сварки алюминия

Для работы с таким металлом, как алюминий, подходит любой инертный газ. Примером может служить гелий, он использовался еще в 40-е годы XX века в Соединенных Штатах Америки в качестве газа для сварки алюминия и его сплавов. Но у аргона есть одно неоспоримое преимущество – его стоимость значительно ниже при сохранении того же результата. Впрочем, для работы требуется иное знание – почему качественные швы, соединяющие алюминиевые детали, создаются под защитным слоем инертного газа.

Поскоблите поверхность любого алюминиевого изделия и увидите блестящий металл. Впрочем, постепенно блеск металла будет мутнеть и становиться все более тусклым. Это говорит о происходящем процессе окисления алюминия. Что по-научному звучит как «образование окиси алюминия (Al2O3)» – вещества, появляющегося на поверхности для защиты металла от продолжения окисления.

Чистый алюминий имеет температуру плавления, равную +6600 °С, а пленка покрывающая его поверхность – +20 000 °С. Это сильно затрудняет обычную сварку. Приходится искать технологию, которая сначала уберет окисленный слой с поверхности и удалит ее из зоны сварки. И она есть. Основным источником энергии для нее служит электричество, которое создает дугу переменного тока. Направление последнего меняется так же, как и тока в обычной электросети с частотой 50 Гц.

При работе с алюминием переменный ток решает несколько задач:

  • Дает возможность применять легкое, компактное оборудование (инвертеры для сварки), заменив ими огромные преобразователи, которые, помимо своего размера, были неудобны необходимостью спецподготовки места сварки и повышенными требованиями к квалификации специалиста.
  • Легко убирает слой оксида алюминия с поверхности металла, поскольку рабочая температура электрода выше термической стойкости Al2O3.

Во время выполнения работы необходимо строго выдерживать полярность электрического тока. Обратная полярность, когда электрод становится анодом, – это процесс, при котором электронный поток идет следующим образом: электрод → заготовка. Внутри дуги температура находится в диапазоне от +5 000 °С до +6 000 °С, что выше температуры приконтактных зон, однако она все равно значительно больше температуры плавления алюминия. Электроны своей энергией рвут пленку оксида алюминия и счищают ее с поверхности металла, обеспечивая качественную плавку.

Рекомендовано к прочтению

  • Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
  • Виды резки металла: промышленное применение
  • Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

Впрочем, одной обратной полярности для выполнения сварочных работ с алюминием мало. Окружающая среда должна быть нейтральна к высоким температурам и защищать поверхность от вновь образовывающейся окиси. Что и делает инертный газ.

Аргонная сварка алюминия имеет высокую производительность и делает процесс устойчивым, обеспечивая требуемое качество шва на изделии.

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий